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SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括：

• 特殊机械，
• 纺织机械，
• 包装机械，
• 一般机械设备制造，
• 控制器制造，
• 机床制造，
• 安装系统，
• 电气与电子工业及相关产业。

多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：

• 具有高电磁兼容性和抗震性，可最大限度地用于工业领域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。

S7-300F 满足下列安全要求：

• 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 类别 1 - 4 符合 EN 954-1

另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

设计

S7-300

一般步骤

S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。

一个系统包含下列组件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
• 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
• 用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。

根据要求，也可使用下列模块：

• 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
• 接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
  通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
• SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
  适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。

数据驱动列车运维新模式

不论是在亚特兰大、慕尼黑、莫斯科、伦敦、珀斯，还是在香港，西门子的MindSphere铁路应用中心都可利用复杂的交通数据流来进行预测性维护，从而优化列车运行。助力中心专家实现这一点的好帮手是Railigent，借助这个新平台，他们能够通过智能手段对铁路系统数据加以利用，让铁路系统发挥更大价值。

MindSphere铁路应用中心负责人Gerhard Kress被列车所包围——既有真实的列车，也有虚拟的列车。他面前的显示器上，是一张列车示意图。在他的开放式办公室内，挂着一张白板，白板上用红笔和蓝笔写满了描述列车运行的公式和方程。向窗外望去，Kress能看到慕尼黑郊外Allach工业区鳞次栉比的屋顶。西门子在这里生产机车，也在这里维修和保养机车——具体工作在仅相隔三节车厢距离的铁路服务中心进行。列车维修车间的不同寻常之处在于，通向这里的不只是两条轨道，还有两个世界：虚拟世界和现实世界。

铁路技术的数字化转型

铁路运输早已迈出数字化转型步伐。传统的列车保养包括定期在运行中心对列车进行检查、解决显而易见的问题，以及维护机器，数字技术开启了通往更高层次服务的大门。远程或本地采集的传感器数据、错误消息和日志文件，为MindSphere铁路应用中心员工提供了*的详尽的轨道列车及基础设施信息。

自2014年Allach中心开业以来，陆续又有5个中心投入运行（分别在亚特兰大、莫斯科、伦敦、珀斯和香港）。来自15个国家的机车、高铁和城际列车的数据流汇聚在这些中心。通过将这些大数据转化为智能数据，中心的程序员、数据库专家和项目执行经理，为铁路领域开发出了数据驱动型服务，在实时列车监测、磨损和组件故障预测以及复杂列车问题分析等方面 。

应运而生的Railigent平台不仅可以描绘整个信息路径——从轨道传感器一直到发送至用户智能手机的报告——而且能够建议具体行动。对于铁路系统运营商及维护团队而言，其优势显而易见，因为这个系统可以提高列车的可利用率，延长服务寿命，并大幅提高所有列车及基础设施组件的维护和运行效率。Kress说：“在列车驶入服务中心之前，我们已经知道需要做些什么。”得益于此，列车可实现最高100%的可利用率。

位于Allach的西门子铁路服务中心。

100节车厢多达2000亿个数据点

事实上，数字技术为专家提供的远不只是关于速度、制动性能和里程等标准变量的信息，也提供了诸如压缩机性能、挂车重量以及自动控制过程状态等其他信息。不仅如此，轨道状态、坡度以及运行期间的天气条件等信息，也与铁路网络中的列车发车频次一并记录下来。Kress表示，“未来的交通业务里，单单列车并非决定因素。对于客户而言，关键在于列车的生命周期成本及其高效使用。只有借助从列车、基础设施和运行中得来的捆绑数据，才能取得成功。”

所有这一切形成了一片名副其实的数据*。一个100节车厢的车队每年可产生约1000到2000亿个数据点。而这只是开端。通过分析这些数据，Kress和他的团队在探寻有意义的规律模式。譬如，运用由此获得的知识，他们可以优化运营维护。又如，在机车与车厢相连时，虽然报错显示制动失灵，但可能这是正常情况。有了这样的知识，模型便可以区分重要因素和次要因素，并识别因果链。得益于这种方法，Kress和他的团队现在能够运用具有高度可靠性的预测模型。举例来讲，在高速运转下，变速箱轴承会发生严重磨损，MindSphere铁路应用中心可以提前至少三天预测出问题，提高列车可利用率，节省费用。

西门子提供的高级数据分析系统确保了RENFE运营的Velaro E高速列车可靠运行。

德国铁路公司也对实现这样的优化感兴趣。2016年10月，德国铁路与西门子联合启用试点系统，对Velaro D（ICE 3）高速列车进行预测性维护和检修。此外，德国铁路货运公司不久前宣布，将使用西门子提供的解决方案，进一步将它的列车车队数字化。其目标是在2020年之前，为2000辆列车全部配备诊断技术。

高速且可靠

从西班牙国家铁路公司（Renfe）运营的往返于马德里和巴塞罗那之间的高铁线路，便可以看出这项服务是多么有效。在这条线路上，Renfe可与一条航空路线竞争。这条线路火车要用两个半小时，而飞机只用1小时20分钟。然而，Renfe保证，如果火车晚点15分钟以上，将向乘客全额退款。为了保证这种高可靠性，Renfe与西门子联手创办一家合资企业，对列车进行高级数据分析。结果是，约2300趟列车运行服务中，仅发生了一次与技术问题有关的重大延误。十几年前这条线路刚刚开通时，搭乘火车的旅客仅占20%，而现在这个比例已增至60%以上。

MindSphere铁路应用中心负责人Gerhard Kress。

高级算法帮助Gerhard Kress和他同事预测何时可能发生潜在故障。

有了这些信息，铁路服务中心负责人Martina Stöttner和她的团队可以制定维修计划，同时列车仍保持正常运行。

当列车抵达服务中心时，保养措施已准备就绪，只待执行。

随之而来的是列车可利用率大大提高。

西门子还在慕尼黑Allach区建造Vectron型机车。

一列Vectro列车行驶在挪威。这列列车的模块化结构是世界。

对所有列车相关信息进行数字化分析

MindSphere铁路应用中心还有一个优势：它不仅能借鉴不同铁路车队提供的数据，而且可以运用不同运行条件的相关信息，不论这些车队是在德国、西班牙，还是在俄罗斯。所有这一切都可以集成到一个信息工具箱，用来提高列车的可靠性。对于小规模运营商，这也是有利的，因为通过与西门子这样的服务提供商合作，那些刚刚运营几年，只有几列自有或租赁列车的铁路公司可以降低技术风险。Kress说：“故障和磨损预测、错误诊断，以及精心制定的维护周期计划等，这些只是开始。在未来，铁路服务中心将能够通过有线方式下载列车的完整数据库，就像现在对飞机所做的那样，用来审核数据，排查异常。”